单相相控整流电路的应用电气自动化
01单相可控整流电路
交流-直流(AC-DC)变换3.1 单相可控整流电路3.1.1 单相半波可控整流电路1.电阻性负载图3-1表示了一个带电阻性负载的单相半波可控整流电路及电路波形。
图中T为整流变压器，用来变换电压。
引入整流变压器后将能使整流电路输入、输出电压间获得合理的匹配，以提高整流电路的力能指标，尤其是整流电路的功率因数。
在生产实际中属于电阻性的负载有如电解、电镀、电焊、电阻加热炉等。
电阻性负载情况下的最大特点是负载上的电压、电流同相位，波形相同。
图3-1 单相半波可控整流电路（电阻性负载）晶闸管从开始承受正向阳极电压起至开始导通时刻为止的电角度度称为控制角，以α表示；晶闸管导通时间按交流电源角频率折算出的电角度称为导通角，以θ表示。
改变控制角α的大小，即改变门极触发脉冲出现的时刻，也即改变门极电压相对正向阳极电压出现时刻的相位，称为移相。
整流电路输出直流电压u d为(3-1) 可以看出，U d是控制角α的函数。
当α＝0时，晶闸管全导通，U d＝U d0＝0.45U2，直流平均电压最大。
当α＝π时，晶闸管全关断，U d＝0，直流平均电压最小。
输出直流电压总的变化规律是α由小变大时，U d由大变小。
可以看出，单相半波可控整流电路的最大移相范围为180°。
由于可控整流是通过触发脉冲的移相控制来实现的，故亦称相控整流。
2.电感性负载当负载的感抗ωL d与电阻R d相比不可忽略时，这种负载称电感性负载。
属于电感性负载的常有各类电机的激磁绕组、串接平波电抗器的负载等等。
电感性负载时电路原理图及波形如图3-2所示。
在分析电感性负载的可控整流电路工作过程中，必须充分注意电感对电流变化的阻碍作用。
这种阻碍作用表现在电流变化时电感自感电势的产生及其对晶闸管导通的作用。
图3-2 单相半波可控整电流电路（电感性负载）大电感负载下造成输出直流平均电压下降的原因是u d波形中出现了负面积的区域。
如果设法将负面积的区域消除掉而只剩正面积的区域，就可提高输出直流电压的平均值。
单相可控整流电路
由式（2-12）和式（2-13）
I VT
1I 2
（2-14）
不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量S=U2I2
.
14
2、阻感负载
2
O
wt
ud
O id
i VT
O
1,4
i VT
O
2,3
O i2
O u VT Id
wt Id
wt
wt wt wt
wt
单相全b)控桥带 阻感负载时的电路及波形
Id d)
O
wt
i VT
Id
e)
O i VD R
p-a
p+a
wt
f)
O
wt
u VT
g)
O
wt
单相半波带阻感负载 有续流二极管的电路及波形
为避免Ud太小，在整流电路 的负载两端并联续流二极管
当u2过零变负时，VDR导 通，ud为零。此时为负的u2 通过VDR向VT施加反压使其 关断，L储存的能量保证了
电流id在L-R-VDR回路中流 通，此过程通常称为续流。
续流期间ud为零，ud中不再 出现负的部分。
.
7
若近似认为id为一条水平线，恒为Id，则有
IdVTp2pa Id
（2-5）
p w ppa IVT
1 2
a pId 2d(
t)
2
Id（2-6）
pa IdVDR 2p Id
（2-7）
IVR D
变压器二次侧电流 i2 的波形为正负各180的矩形波，
其相位由α角决定，α愈大，功率因数越低有效值I2 =
Id 。
.
16
3、反电动势负载
电力电子技术课件单相可控整流电路(详细分析“电路”共22张)
☞a：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度
称为触发延迟角，也称触发角或控制角。
☞q：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角。
☞直流输出电压平均值
p ww p a a U d 2 1a p2 U 2 sit( n d t)2 2 U 2 ( 1 co ) 0 . s 4 U 2 5 1 c 2o（s3-1）
☞随着a增大，Ud减小，该电路中VT的a移相范围为180。
◆通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控 制方式，简称相控方式。
第5页，共22页。
3.1.1 单相半波可控整流电路
u
2
b)
0
wt1
p
ug
c) 0
ud
+
d) 0a
id
e)
0
q
u VT
f) 0
2p +
■带阻感负载的工作情况
☞wt2时刻，电感能量释放完毕，id降至零， wt VT关断并立即承受反压。
☞由于电感的存在延迟了VT的关断时刻，使ud wt 波形出现负的部分，与带电阻负载时相比其平均
值Ud下降。
wt
图3-2 带阻感负载的单相半波 可控整流电路及其波形
第6页，共22页。
3.1.1 单相半波可控整流电路
◆电力电子电路基本分析方法
a)
和VT3组成另一对桥臂。
☞在u2正半周（即a点电位高于b点电位）
√若4个晶闸管均不导通，id=0,ud=0,
No VT1、VT4串联承受电压u2。 √在触发角a处给VT1和VT4加触发 脉冲，
ud
ud(i d)
id
VT2和VT3的
电力电子技术 第四讲 单相可控整流
i2为正负各180的矩形波，有效值 I2=Id。
晶闸管承受的最大正反向电压均为
2U 2
（三）电感性负载（接续流管）
1.电路
2. 感性负载接续流管电路分析比较 接续流管后波形 不接续流管波形
3. 感性负载接续流管电路定量计算
1 1 cos 输出电压平 均值： U d 2U 2 sin td t 0.9U 2 π 2
1 2 Id 0 I d d (t ) 2 2
I dDR
π Id 2π
(4) 晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压
U m 2U 2
归纳
单相半波可控整流器的优点是电路简单，调整方便， 容易实现。但整流电压脉动大，每周期脉动一次。变压器 二次侧流过单方向的电流，存在直流磁化、利用率低的问 题，为使变压器不饱和，必须增大铁心截面，这样就导致 设备容量增大。
2U d cos 1 0.45U d 2 50 1 0 0.45 220
则α=90º （2）R
U d 50 2.5 I d 20
Ω
解
：
(3)
当α=90º时，输出电流有效值
U U2 I R R
1 π sin 2 44.4 A 4π 2π
u2
负载为直流电动机时，如果出现电流 断续则电 动机的机械特性将很软 。
6.实用：串接平波电抗 器、并接续流二极管。 串联平波电抗器:用 来减少电流的脉动和延 长晶闸管导通的时间。 使ud的波形和负载电流id 的波形与电感负载电流 连续时的波形相同，ud的 计算公式亦一样。
并接续流二极管：用于克服大 电感负载时的负载电压负面积 出现
5 ) 晶闸管承受的最大正反向电压Um 相电压峰值
单相桥式整流电路分析及应用
167机电技术应用Application of Mechanics-electronics Technology单相桥式整流电路分析及应用孟秀娟，刘庆伟（潍坊工程职业学院山工机电工程学院，山东 潍坊 262500）摘 要：目前国家电网以交流电形式供电，但人们常用的手机、计算机等电子设备需要的是直流电。
单相桥式整流电路是直流电源的主要供电来源之一。
文章从单相桥式整流电路的设计与电路图出发，借助Proteus 仿真界面，详细介绍了电路的工作原理及应用，并给出仿真建模与仿真结果，以供参考。
关键词：直流电；单相桥式整流电路；Proteus 仿真中图分类号：TM46 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2020）14-0167-02——————————————作者简介： 孟秀娟（1988—），女，山东潍坊人，硕士，助教，研究方向：机电一体化技术。
利用二极管的单向导电性可以将交流电转换为直流电，这一过程称为整流，这种电路就称为整流电路。
整流电路是直流电源的核心部分，它的作用是利用二极管的单向导电性，将输入的交流电压转换为脉动的直流电压[1-2]。
1 单相桥式整流电路图及工作原理1.1 工作原理单相桥式整流电路图如图1所示，从图中可以看出它是由四只二极管V 1～V 4和（二极管V 1和V 3构成一对桥臂，二极管V 2和V 4构成一对桥臂）电源变压器T 组成，R L 是2所示。
T：将220V 电网电压变成电路所需要的电图1 单相桥式整流电路图图2 单相桥式整流电路简化图当输入电压u 2为正半周时，二极管V 1和V 3导通，二极管V 2和V 4截止，电流的方向如图中i 0所示。
此电流经过负载R L 时，在R L 上形成了上正下负的输出电压。
当u 2为负半周时，二极管V 2和V 4导通，二极管V 1和V 3截止，电流流经R L 的方向和正半周时电流流向一致，同样在R L 上形成可上正下负的输出电压。
由此可知，无论u 2处于正半周还是负半周，都有电流分别流过两只二极管，并以相同的方向流过负载电阻R L ，是单方向的全波脉动波形[3-4]。
单相相控整流电路的应用
单相相控整流电路的应用单相相控整流电路的应用随着现代技术的不断发展，单相相控整流电路已经成为了常见的电子电路之一。
这种电路主要是通过控制半导体开关元件的导通时间来实现对电源电压的调节。
相较于传统的整流电路，相控整流电路不仅具有更加准确和稳定的电源输出特性，而且也可以应用于许多不同领域的技术设备中。
下面，我们将会详细介绍单相相控整流电路的应用以及其在不同设备中的作用。
一、单相相控整流电路的基本工作原理在介绍单相相控整流电路的应用之前，让我们先来了解一下这种电路的基本工作原理。
单相相控整流电路主要由两个部分组成：整流桥和相控电路。
整流桥是由四个可控的半导体元件组成，能够实现交流电到直流电的转换。
而控制电路则通过检测电源电压，控制半导体元件的导通时间，从而实现对整流电路输出电压的调节。
二、单相相控整流电路的应用1、电力电子调节器单相相控整流电路可以应用于电力电子调节器中。
这种调节器由交流电源、单相半波整流电路、交流过滤器、可调变压器以及直流负载组成。
电力电子调节器可以对交流电进行整流和平滑，实现调节输出电压的功能。
这种调节器已经广泛应用于电力系统调节中，可以实现电流、电压和功率的控制。
2、光伏逆变器单相相控整流电路还可以应用于光伏逆变器中。
光伏逆变器能够将太阳能板产生的直流电转换成为交流电，并将其送回电网。
光伏逆变器由整流模块、过滤器、逆变模块以及控制电路组成。
其中，整流模块使用单相相控整流电路，能够将太阳能板收集到的交流电转换为直流电，并保证电路的输出电压稳定。
3、交流调光器单相相控整流电路还可以应用于交流调光器中。
在传统的交流调光器中，常使用三角型调制电路或方波调制电路对电源电压进行调节。
但是这种调制方式会引起电容滤波器的谐波产生，从而影响电灯的寿命。
单相相控整流电路则通过减小谐波的产生，能够实现更加平滑的调光效果。
4、电动机调速器单相相控整流电路还可以应用于电动机调速器中。
电动机调速器是一种常见的电气控制设备，能够通过对电机输入电压的控制来实现对电机转速的调节。
谈述电气自动化在电力系统中的应用论文(7篇)
谈述电气自动化在电力系统中的应用论文（7篇）谈述电气自动化在电力系统中的应用论文篇1在过去的电气自动化技术掌握工作中，绝大多数的管理掌握工作都是以微型系统主导的，如何论述电气自动化在电力系统中的应用?自新中国成立至今，自动化技术在我国取得了令人咋舌的成果，这一技术无论是理论还是实践都得到认可。
在电力系统中，电气自动化技术的运用是通过电子技术、计算机技术、微机技术及网络技术来实现电气掌握工作，通过系统集成来掌握电力系统运行、维护、自我检验等功能，从而快速、准时、有效的解决电力故障问题。
一、电气自动化概述近年来，伴随科学技术的进步和社会经济的进展，传统的电力技术越来越无法满意当今社会的进展。
因此，选择一种科学、准时、快速、自动解决电力故障的运行管理系统势在必行，这也为电力自动化系统的运用打下了坚实的基础。
1、电气自动化内容电气自动化就是以电子技术、信息技术、互联网技术为基础来实现电气掌握，是以网络程序、网路数据为核心，以计算机微平台的技术体系，这一技术的应用可以说集合了当前我们常见的集成化、智能化、综合化为一体，从而自我处理各项电气误动。
可以说，电气自动化技术是当今社会最为活跃的技术之一，更是一项生气勃勃、潜力较大的技术手段。
2、常见电气自动化技术2.1、電网调度自动化电网调度作为电力系统的重要组成部分，实现其自动化势在必行，其通常都是以电网调度中心的计算机为基础，以网络系统、服务器、显示器和工作站等帮助设施共同组成，其目的在于适时掌握电力系统中各个设备的运行状态，从上至下有序、有机的下达各项调度指令，从而确保电力系统运行的稳定性、平安性。
2.2、变电站自动化分析变电站自动化掌握在当前非常常见，这一技术的应用转变了传统的人工操作、人工监视和电话沟通处理的工作流程，实现了远程掌握、远程监视、故障准时处理的目的。
目前，我们常见的变电站自动化技术是通过网络信息技术、计算机来主导的，是在人工掌握和维护的基础上，结合这一新技术实现变电站设备运行的全过程、全方位的监视，准时有效的处理变电站设备的误动、拒动问题，从而到达变电站设备平安运行的目的。
220V／50A单相全波可控整流电路
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：220V／50A单相全波可控整流电路院（系）：工程技术学院专业班级：电气工程及其自动化学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：工程技术学院教研室：电气教研室摘要本设计采用单相全波可控整流，从而实现为1台额定电压220V、功率为10kW 的直流电动机提供直流可调电源，以实现直流电动机的调速。
将交流电变换为直流电称为AC/DC变换，这正变换的功率流向是由电源传向负载，称之为整流。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
整流电路的种类有很多，有单相半波整流电路、单相全波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。
本设计采用单相全波可控整流，以便于低压输出。
关键词：整流电路；变压器；晶闸管；触发电路；MATLAB。
目录第1章绪论 (1)1.1电力电子技术概括............................. 错误!未定义书签。
1.2本文研究内容 (2)1.3方案论证 (3)1.3.1 单相桥式全控整流电路 (3)1.3.2 单相全波可控整流电路 (4)第2章单相全波可控整流电路设计 (5)2.1单相全波可控整流电路总体设计框图 (5)2.2具体电路设计 (6)2.2.1 单相全波可控整流电路设计 (6)2.2.2 由KJ004构成的控制电路设计 (7)2.2.3 保护电路的设计 (9)2.3总电路原理图 (10)2.4元器件型号选择 (11)2.5MATLAB仿真实验 (12)第3章课程设计总结 (15)参考文献 (16)第1章绪论1.1电力电子技术概括所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
电气化自动技术 单相可控整流电路
第二章 单相可控整流电路整流电路：将交流电变为直流电 整流电路分类：按组成器件：分为不可控、半控和全控三种。
按电路结构：分为桥式和零式电路。
按交流输入相数：分为单相和多相电路。
按变压器二次侧电路方向是单向或双向，分为单拍电路和双拍电路。
第一节 单相半波（half-wave ）可控整流电路（二）工作原理： 1、两个重要概念：1）触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度，用α表示，称为触发角或控制角。
2）导通角：晶闸管在一个电源周期内处于通态的电角度，用θ表示。
2、工作原理分析：（附波形）。
0≤ωt ≤ α VT 加正向阳极电压，但无触发脉冲，所以VT 断，回路无电流，负载两端电压d u =0，VT 两端电压T u =2u 。
α≤ωt ＜ π门极加触发脉冲VT 导通 2u u d =，0=T u 。
π≤ωt ＜ 2π VT 加反向阳极电压，因此，VT 断 0=d u 21u u T =。
））（ααππαπcos 1(222sin +-+==d f I I K 5．电路功率因数Cos φ ：变化时产生自感电动势e L ，它起阻碍电流变化作用。
2．电感类负载：整流电路直流负载的感抗Ld 和电阻Rd 的大小相比不可忽略时，这种负载称为电感性负载。
如电机激磁线圈，输出串接电抗器的负载等。
（二）工作原理：（图2-4波形分析） 1. 0 ~ωt 1 (α)期间：VT 加正向阳极电压，但无触发脉冲，所以VT 断，回路无电流， d u = 0， T u =2u 。
2、ωt1~ωt 2期间：门极加触发脉冲，VT 导通。
由于L d 作用，电流i 从零逐渐增大。
到ωt 2时刻i 达到最大值。
此期间，电源同时给R d 和L d 给提供能量。
3、ωt2 ~ωt3（π）期间：电流i 下降，e L 改变方向.，由于e L 作用，VT 仍承受正压倒通，0>i ，此期间，电源继续提供能量，L d 释放能量，共同供给R d 。
单相PWM整流电路设计（电力电子课程设计）
单相PWM整流电路设计（电⼒电⼦课程设计）重庆⼤学电⽓⼯程学院电⼒电⼦技术课程设计设计题⽬：单相桥式可控整流电路设计年级专业：***＊级电⽓⼯程与⾃动化学⽣姓名： *＊*＊*学号： ****成绩评定：完成⽇期：2013年６⽉２３⽇指导教师签名：年⽉⽇重庆⼤学本科学⽣电⼒电⼦课程设计任务书单相桥式可控整流电路设计摘要：本⽂主要研究单相桥式PWＭ整流电路的原理,并运⽤IＧBＴ去实现电路的设计。
概括地讲述了单相电压型ＰWＭ整流电路的⼯作原理,⽤双极性调制⽅式去控制IGBＴ的通断。
在元器件选型上，较为详细地介绍了IGＢＴ的选型，分析了交流侧电感和直流侧电容的作⽤,以及它们的选型。
最后根据实际充电机的需求,选择元器件具体的参数,并⽤ｓimｕlｉｎｋ进⾏仿真，以验证所设计的单相电压型PWM整流器的性能。
实现了单相电压型ＰWM整流器的⾼功率因数，低纹波输出等功能。
关键词：ＰWM整流simｕlink 双极性调制IGＢT⽬录１.引⾔ ............................................ 错误!未定义书签。
1.1 PWＭ整流器产⽣的背景....................... 错误!未定义书签。
1.2 ＰWM整流器的发展状况?错误!未定义书签。
1.3 本⽂所研究的主要内容?错误!未定义书签。
2.单相电压型ＰWM整流电路的⼯作原理?错误!未定义书签。
2.1电路⼯作状态分析?错误!未定义书签。
2.２ PWM控制信号分析?错误!未定义书签。
２．3 交流测电压电流的⽮量关系?错误!未定义书签。
3.单相电压型PWM整流电路的设计?错误!未定义书签。
3．1 主电路系统设计?错误!未定义书签。
３.2 IＧBＴ和⼆极管的选型设计?错误!未定义书签。
3.３交流侧电感的选型设计....................... 错误!未定义书签。
３．4 直流侧电容的选型设计...................... 错误!未定义书签。
电力电子技术第1章 单相相控整流电路
第1章 单相相控整流电路
12
图1-4 (a) 螺栓式；(b) 平板式；(c) 结构示意图；(d) 图形符号
第1章 单相相控整流电路
13
2. 晶闸管的工作原理
可以通过如图1-5所示电路做一个简单的实验来说明晶闸 管的工作原理。在图1-5中，由电源Ea、白炽灯、晶闸管的阳 极和阴极组成晶闸管主电路；由电源Eg、开关S、晶闸管门极 和阴极组成控制电路，也称触发电路。
较大的PN结和两端引线以及封装组成的。功率二极管的结构 和图形符号如图1-1所示。
第1章 单相相控整流电路
3
图1-1 (a) 结构示意图；(b) 图形符号
第1章 单相相控整流电路
4
功率二极管主要有螺栓型和平板型两种外形，如图1-2 所示。
第1章 单相相控整流电路
5
图1-2 (a) 螺栓型；(b) 平板型
整流输出电压的有效值为
(1-6)
第1章 单相相控整流电路
34
在负载上，输出电流的平均值Id和有效值I分别为
(1-7)
(1-8)
第1章 单相相控整流电路
35
负载电流的波形系数为
(1-9)
因为晶闸管V1、V4和V2、V3在电路中是轮流导电的，所 以流过每个晶闸管的平均电流只有负载上平均电流的一半， 即
第1章 单相相控试验电路图
第1章 单相相控整流电路
15
为了进一步说明晶闸管的工作原理，可把晶闸管看成是
由一个PNP型和一个NPN型晶体管连接而成的，其连接形式 如图1-6所示。阳极A相当于PNP型晶体管V1的发射极，阴极 K相当于NPN型晶体管V2的发射极。
第1章 单相相控整流电路
第1章 单相相控整流电路
20
电气类 第3章__相控整流电路(《电力电子技术》课件)
图3.5 并联续流二极管的单相桥式半控整流电路及其波形
3.1.2 单相桥式半控整流电路
并联续流二极管的输出电压平均值
1 π 2 1 cos U d 2U 2 sin td( t ) U 2 (1 cos ) 0.9U 2 π π 2
输出电压有效值
U
晶闸管电流平均值和有效值分别为
u2
o
ud
t
Tr
T1 i2
T3
id R L E ud
o
id
t
u1
u2
o
id
反电动势-电阻性负载
t
T2
T4
o
反电动势-电感性负载
t
图3.8 带反电动势负载的单相桥式全控整流电路及其波形
3.2 三相相控整流电路
3.2.1 三相半波相控整流电路
3.2.2 三相桥式全控整流电路 3.2.3 三相桥式半控整流电路
3.1.3 单相桥式全控整流电路
整流输出电压平均值为
1 cos Ud 0.9U2 2
输出电流的平均值和有效值分别为
晶闸管电流平均值为
IdT Ud U 2 1 cos U U2 Id 0.9 I R R 2 R R U 2 1 cos 1 Id 0.45 2 R 2
2. 电感性负载 在电源正半周，晶闸管T1和T4同时 承受正向电压。若在 t 时同时 触发T1和T4导通，则电源电压通过 T1和T4加至负载上。当电源电压过 零变负时，由于大电感的存在，T1 和T4仍继续导通。 在电源负半周，晶闸管T2和T3同时 承受正向电压。在 t π 时同 时触发T2和T3导通，T1和T4承受 反向电压而关断，负载电流由T1和 T4换流至T2和T3，电源电压通过 T2和T3施加到负载端。当电源电压 过零变正时，电感的储能使T2和T3 维持继续导通，直至下一个周期T1 和T4被触发导通为止。
单相桥式可控整流电路
绪论电力变流器是由一个或多个电力电子装置连同变流变压器、滤波器、主要开关及其他辅助设备组成的变流设备，它应能独立运行并完成规定功能。
常见的电力变流器有：整流器，用于交流到直流的变流；逆变器，用于直流到交流的变流；交流变流器，用于交流变流；直流变流器，用于直流变流。
此次课程设计的为变流器中的整流器。
整流电路可以从各种角度进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可以分为不可控，半控，全控三种；按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分为单相电路和多相电路；按变压器二次电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路。
单相桥式可控整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其效率高原理及结构简单在单相整流电路中应用较多，在设计单相桥式可控整流电路时，从总电路电路出发根据负载择优选着方便的同步触发电路，并逐一设置各种保护电路使电路安全有效的运行，最终达到整流的目的。
单相可控变流器的设计1总体方案设计与论证1.1课程设计目的1．进一步掌握晶闸管相控整流电路的组成、结构、工作原理。
2. 晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。
3．重点理解移相电路的功能、结构、工作原理。
4．理解同步变压器的功能。
1.2课程设计任务与要求题目：单相可控变流器的设计初始条件：单相全控桥式可控整流电路或单相半控桥式可控整流电路，电阻-电感性（大电感）负载， R＝1.5Ω，额定负载电流Id ＝40A，最大电流Idmax＝40A。
要求完成的主要任务：1.单相可控主电路设计于参数计算，计算整流变压器参数，选择整流元件的定额。
讨论晶闸管电路对电网的影响及其功率因数。
2.触发电路设计（触发电路的选型，同步信号的定相等）。
3.晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。
4.系统原理分析。
5.提供系统电路图纸至少一张。
1.3方案设计单相桥式整流电路可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。
下面分析两种单相桥式整流电路在带电感性负载的工作情况。
单相相控整流电路的应用
单相相控整流电路的应用摘要：本文主要围绕着单相相控整流电路进行研究，思考了单相相控整流电路的应用分析情况，明确了在应用的过程中如何提升具体的应用效果，以及一些比较有针对性的策略，希望可以为今后的单相相控整流电路应用工作带来参考。
关键词：单相；相控；整流电路；应用前言目前，单相相控整流电路的应用还存在不少的问题，所以，我们对此进行思考和分析，就是为了能够达到更好的发展水平，并在应用的过程中始终致力于提升应用的效果。
1、单相相控整流电路整流电路（Rectifier）是电力电子技术中最为重要，也是应用得最为广泛的电路，不仅应用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统等其他领域。
该部分课程的主要内容包括单相可控整流电路的工作原理、波形分析及计算，续流二极管的作用及有关波形分析。
三相半波整流电路的波形分析及计算。
三相全控桥的工作原理、波形分析及计算。
整流变压器原、附边绕组电流有效值及容量计算。
带平衡电抗器的双反星性大功率整流电路工作原理及波形分析。
变压器漏抗对整流电路的影响。
电路中谐波的产生、组成及抑制方法。
整流电路的谐波和功率因数。
整流电路的有源逆变工作原理及实施逆变的条件，逆变颠覆及防止措施。
触发脉冲与主回路电压的同步，移相工作原理。
其中，重点掌握部分为单相可控整流电路的工作原理、波形分析及计算。
三相半波整流电路的波形分析及计算。
三相全控桥的工作原理、波形分析及计算。
变压器漏抗对整流电路的影响。
电路中谐波的产生、组成及抑制方法。
整流电路的谐波和功率因数。
整流电路的有源逆变工作原理及实施逆变的条件，逆变颠覆及防止措施。
触发脉冲与主回路电压的同步，移相工作原理。
1.1单相整流电路通常情况下，整流电路所连接的负载性质不尽相同，从而会产生各自不同的特点。
通过这一不同点，单相整流电路可以进一步划分为三种类别，依次为单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路以及单相桥式可控整流电路。
1.1.1单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路其交流电在输入时为单相，同时，亦会产生直流输出电压波形，且仅会出现在在交流输入的正半周内。
单相桥式全控整流电路的功能要求及设计方案
前言随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。
但是晶杂管相控整流电路中随着触发角α的增大，电流中谐波分量相应增大，因此功率因素很低。
把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路，就构成了PWM整流电路。
通过对PWM整流电路的适当控制，可以使其输入电流非常接近正弦波，且和输入电压同相位，功率因素近似为1。
这种整流电路称为高功率因素整流器，它具有广泛的应用前景由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制，而构成的一门完整的学科。
故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处，因此要学好这门课就必须做好实验和课程设计，因而我们进行了此次课程设计。
又因为整流电路应用非常广泛，而锯齿波移相触发三相晶闸管全控整流电路又有利于夯实基础，故我们单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。
单相桥式全控整流电路的功能要求及设计方案介绍1 单相桥式全控整流电路设计方案1.1 设计方案图1设计方案.2. 整流电路的设计主电路原理图及其工作波形图2 主电路原理图及工作波形主电路原理说明：（1）在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。
因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。
（2）在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
（3）在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管VT1、VT4承受反向电压也不导通。
（4）在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。
单相相控整流电路
整流电路：
整流电路· 引言
出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。
整流电路的分类：
按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为
单拍电路和双拍电路。
2-2
单相半波可控整流电路(Single Phase Half
(3) 晶闸管电流有效值和变压器二次侧电流有效 值 • 单相半波可控整流器中，负载、晶闸管和变压 器二次侧流过相同的电流，故其有效值相等， 即：
U2 I IT I2 R 1 π a sin 2a 4π 2π
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（a期间）：晶闸管虽承受正电压，但门极触发脉冲尚
未出现，管子阻断承受全部电源电压。
3.1.1 单相半波可控整流电路
带阻感负载的工作情况 ◆阻感负载的特点是电感对电流变化有抗 拒作用，使得流过电感的电流不能发生突变。 ◆电路分析 ☞晶闸管VT处于断态,id=0,ud=0,uVT=u2。 ☞在wt1时刻，即触发角a处 √ud=u2。 √L的存在使id不能突变，id从0开始增 加。 ☞u2由正变负的过零点处，id已经处于 减小的过程中，但尚未降到零，因此VT仍 处于通态。 ☞wt2时刻，电感能量释放完毕，id降至 零，VT关断并立即承受反压。 ☞由于电感的存在延迟了VT的关断时刻， 使ud波形出现负的部分，与带电阻负载时相 比其平均值Ud下降。
(3) 续流二极管的电流平均值IdDR与续流二极管的 电流有效值IDR
I dDR
I DR
π a Id 2π
1 p a 2 p a Id 0 I d d (wt ) 2p 2p
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单相相控整流电路的应用电气自动化课程设计报告书题目：单相相控整流电路的应用目录标题、摘要、关键词--------------------------------------2 前言----------------------------------------------------3 第一章原始资料分析-------------------------------------4 1.1 本所设计电压等级--------------------------------41.2 电源负荷----------------------------------------4 第二章电气主接线设计-----------------------------------62.1 主接线接线方式----------------------------------62.2电气主接线的选择---------------------------------8 第三章所用电的设计-------------------------------------103.1 所用电接线一般原则------------------------------10 3.2所用电接线方式确定------------------------------103.3备用电源自动投入装置----------------------------10第四章短路电流计算-------------------------------------12 4.1 短路计算的目的----------------------------------124.2短路计算过程------------------------------------12 第五章继电保护配置-------------------------------------205.1 变电所母线保护配置-----------------------------205.2 变电所主变保护的配置---------------------------20 第六章防雷接地----------------------------------------226.1 避雷器的选择-----------------------------------226.2变电所的进线段保护-----------------------------236.3接地装置的设计---------------------------------23 致谢----------------------------------------------------27 参考文献------------------------------------------------28电气自动化110-35kv变电所设计摘要变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。
这次设计以110kV降压变电所为主要设计对象，分析变电站的原始资料确定变电所的主接线；通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号。
根据短路计算的结果，对变电所的一次设备进行了选择和校验。
同时完成防雷保护及接地装置方案的设计。
关键词: 变电所电气主接线；短路电流计算；一次设备；防雷保护AbstractSubstation is an important part of power system, which directly affects the safety andeconomic operation of the electric power system, is the middle link of power plants and users,plays the role of transformation and distribution of electric energy.The main design object for the designed to 110kV step-down substation substation main wiring, determine the original data analysis substation; load calculation is determined bynumber, capacity and type of main transformer. According to the short circuit calculationresults, the primary equipment of substation selection and calibration of. At the same time to complete the design scheme of lightning protection and earthing device.Keywords: substation main electrical wiring; short-circuit current calculation of primary equipment; lightning protection;前言本次设计题目为110KV变电所一次系统设计。
此设计任务旨在体现对本专业各科知识的掌握程度，培养对本专业各科知识进行综合运用的能力，同时检验本专业学习三年以来的学习结果。
此次设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。
通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，在根据最大持续工作电流及短路计算结果，对设备进行了选型校验，同时考虑到系统发生故障时，必须有相应的保护装置，因此对继电保护做了简要说明。
对于来自外部的雷电过电压，则进行了防雷保护和接地装置的设计，最后对整体进行规划布置,从而完成110kV变电所一次系统的设计。
第一章原始资料分析1.1 本所设计电压等级根据设计任务本次设计的电压等级为：110/35KV1.2 电源负荷地理位置情况1、电源分析与本所连接的系统电源共有3个，其中110KV两个，35KV一个。
具体情况如下：1）110KV系统变电所该所电源容量(即110KV系统装机总容量)为200MVA(以火电为主)。
在该所等电压母线上的短路容量为650MVA，该所与本所的距离为9KM。
以一回路与本所连接。
2）110KV火电厂该厂距离本所12KM，装有3台机组和两台主变，以一回线路与本所连接，该厂主接线简图如图1.1：图 1.1 110KV火电厂接线图3）35KV系统变电所该所距本所7.5KM.以一回线路相连接，在该所高压母线上的短路容量为250MVA.。
以上3个电源，在正常运行时，主要是由两个110KV级电源来供电给本所。
35KV变电所与本所相连的线路传输功率较小，为联络用。
当3个电源中的某一电源出故障，不能供电给本所时，系统通过调整运行方式，基本是能满足本所重要负荷的用电，此时35KV变点所可以按合理输送容量供电给本所。
2、负荷资料分析1）35KV负荷注：35KV用户中，化工厂，铝厂有自备电源2）10KV远期最大负荷3）本变电所自用负荷约为60KVA；4）一些负荷参数的取值：负荷功率因数均取cosφ=0.85，负荷同期率 Kt=0.9c，年最大负荷利用小时数Tmax＝4800小时/年，表中所列负荷不包括网损在内，故计算时因考虑网损，此处计算一律取网损率为5%，各电压等级的出线回路数在设计中根据实际需要来决定。
各电压等级是否预备用线路请自行考虑决定。
第2章电气主接线设计电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。
电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出某种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。
2.1 主接线接线方式2.1.1 单母线接线优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。
缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。
适用范围： 35-63KV配电装置出线回路数不超过3回；110-220KV 配电装置的出线回路数不超过2回。
2.1.2 单母线分段接线优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。
当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。
缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。
当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。
扩建时需向两个方向均衡扩建。
适用范围： 35KV配电装置出线回路数为4-8回时；110-220KV 配电装置出线回路数为3-4回时。
2.2.3 单母分段带旁路母线这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为35-110KV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。
2.2.4 桥型接线1、内桥形接线优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。
缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。
适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。
2、外桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。
缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。
高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。
适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况。
2.2.5 双母线接线优点：1）供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。
2）调度灵活。
各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。
3）扩建方便。
向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。
4）便于试验。
当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。
缺点：1）增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。